膜电极对模拟印染废水的降解效果可知，在40分钟后，模拟废水吸光度降为0.102，降解率为96.1%，具有快速有效的去除效果。通过图3可以看出，模拟印染废水降解前后全波长对比图可知，电极可以有效催化氧化甲基橙，反应40min后，甲基橙特征峰被消除，降解效果明显。采用本实施例浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极方法所制备的电极具有纳米级Cu薄膜，工艺简单、可控性好。本实施例中间层采用浸渍提拉法制备，活性层采用双离子束溅射法制备，此制备方法所需试剂量较少，活性层为纳米级Cu薄膜，性能稳定，电容量大，可以快速有效降解印染废水。
[0013]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，一种浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，包括如下步骤: a.钛基体预处理:本步骤与实施例一相同；
b.中间层涂液的制备:本步骤与实施例一相同；
c.浸渍提拉法制取中间层:本步骤与实施例一相同；
d.双离子束溅射法制取活性层:将经过所述步骤c处理的钛电极板放入双离子束溅射仪中，以硅片为衬底，在钛电极板表面上通过双离子束溅射1min生长Cu纳米薄膜，作为活性层，然后将钛电极板放入快速退火炉中，对Cu纳米薄膜进行退火，退火温度为350 V，使Cu纳米薄膜通过中间层与钛基体形成复合电极。
[0014]本实施例制备金属薄膜复合电极的电极性能测定方法和结果如下:
本实施例电极测试方法与实施例一相同，电催化40min后，吸光度为0.504，降解率为80.4%。
[0015]实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，一种浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，包括如下步骤:
a.钛基体预处理:本步骤与实施例一相同；
b.中间层涂液的制备:本步骤与实施例一相同；
c.浸渍提拉法制取中间层:本步骤与实施例一相同；
d.双离子束溅射法制取活性层:将经过所述步骤c处理的钛电极板放入双离子束溅射仪中，以硅片为衬底，在钛电极板表面上通过双离子束溅射15min生长Cu纳米薄膜，作为活性层，然后将钛电极板放入快速退火炉中，对Cu纳米薄膜进行退火，退火温度为350 V，使Cu纳米薄膜通过中间层与钛基体形成复合电极。
[0016]本实施例制备金属薄膜复合电极的电极性能测定方法和结果如下:
本实施例电极测试方法与实施例一相同，电催化40min后，吸光度为0.337，降解率为86.9%ο
[0017]实施例四:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，一种浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，包括如下步骤:
a.钛基体预处理:本步骤与实施例一相同；
b.中间层涂液的制备:用电子天平称取20gSnCl4*5H20、l.3gSbCl3、0.172gMn (NO3) 2和
0.276gCe (NO3) 3，然后一并溶于正丁醇中，再加酸调节pH为3，同时超声振荡lh，使溶液混合均匀，得到中间层涂液；
c.浸渍提拉法制取中间层:本步骤与实施例一相同；
d.双离子束溅射法制取活性层:将经过所述步骤c处理的钛电极板放入双离子束溅射仪中，以硅片为衬底，在钛电极板表面上通过双离子束溅射15min生长Cu纳米薄膜，作为活性层，然后将钛电极板放入快速退火炉中，对Cu纳米薄膜进行退火，退火温度为350 V，使Cu纳米薄膜通过中间层与钛基体形成复合电极。
[0018]本实施例制备金属薄膜复合电极的电极性能测定方法和结果如下:
本实施例电极测试方法与实施例一相同，电催化40min后，吸光度为0.025，降解率为99.1%0
[0019]上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于，包括如下步骤: a.钛基体预处理:采用纯钛板作为钛基体，用抛光机将纯钛板表面抛光后，将纯钛板浸没在质量浓度为5~10 %的NaOH溶液中加热l~2h进行除油，再将纯钛板浸没在质量浓度为5~20%的草酸中，在草酸微沸状态下处理l~3h，然后用去离子水冲洗干净纯钛板的表面，再将纯钛板浸泡在乙醇中备用； b.中间层涂液的制备:按照不同中间层组分金属元素摩尔质量比为Sn:Sb:Mn:N1:Cu=10: 1:1:1:0.5-100:1:2:2:5 的比例，或者按照 Sn: Sb: Mn: Ce=10: 1: 1:1-100:1:2:5的比例，分别对应称取一定量四氯化锡、三氯化锑、锰盐、镍盐、铜盐和铈盐中的盐物质作为中间层组分金属元素的盐，然后一并溶于正丁醇中，再加酸调节PH为1~3，同时超声振荡0.5~lh，使溶液混合均匀，得到中间层涂液； c.浸渍提拉法制取中间层:将经过所述步骤a处理后的纯钛板置入在所述步骤b中制备的中间层涂液中，浸泡l~10min后将纯钛板缓慢匀速提出，使纯钛板表面附着一层金属液膜，然后将表面附着金属液膜的纯钛板挂在鼓风干燥箱中，从60~80°C逐渐升温至120°C烘干8min，再重复本步骤1~5次后，将附着金属液膜的纯钛板移入马弗炉中在500~600°C条件下煅烧l~3h，使金属液膜固化形成中间层与纯钛板结合形成钛电极板，然后将钛电极板自然冷却至室温； d.双离子束溅射法制取活性层:将经过所述步骤c处理的钛电极板放入双离子束溅射仪中，以硅片为衬底，在钛电极板表面上通过双离子束溅射生长Cu纳米薄膜，作为活性层，然后将钛电极板放入快速退火炉中，对Cu纳米薄膜进行退火，退火温度为350°C，使Cu纳米薄膜通过中间层与钛基体形成复合电极。2.根据权利要求1所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:在所述步骤d中制取活性层时，采用双离子束溅射的时间为5~50min，所制备的Cu纳米薄膜厚度为10~100nm。3.根据权利要求1或2所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:在所述步骤c中制取中间层时，纯钛板的提拉速度为10_3m/S数量级。4.根据权利要求1或2所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:在所述步骤b中，锰盐、镍盐和铜盐皆为水溶性盐。5.根据权利要求4所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:锰盐为硝酸锰、氯化锰和硫酸锰中的任意一种或任意几种的混合物。6.根据权利要求4所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:镍盐为硝酸镍、氯化镍和硫酸镍中的任意一种或任意几种的混合物。7.根据权利要求4所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:铜盐为硝酸铜、氯化铜、醋酸铜和硫酸铜中的任意一种或任意几种的混合物。8.根据权利要求4所述的浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，其特征在于:铈盐为硝酸铈、氯化铈和硫酸铈中的任意一种或任意几种的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种浸渍提拉法和双离子束溅射法联合制备金属薄膜复合电极的方法，应用于电极材料制作领域。本发明采用浸渍提拉法制备中间层，鼓风干燥后500-600℃煅烧1-3h。再将其放入双离子束溅射仪中，溅射生长Cu纳米薄膜，快速退火后即可。此制备方法工艺简单，所需试剂量较少，活性层为纳米级Cu薄膜，性能稳定，电容量大，可以快速有效降解印染废水。
【IPC分类】C23C14/34, C25B11/10, C23C28/02, C23C18/48
【公开号】CN104894598
【申请号】CN201510264772
【发明人】丁国际, 李珊, 王静, 胡梦楠, 焦正
【申请人】上海大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月21日